Prinsip dan Faktor dalam Desain Struktur Tekan

BATANG TEKAN SNI 7973:2013

STRUKTUR KAYU

• P

_u

: gaya tekan terfaktor

• P’ : kapasitas tekan terkoreksi

Pu  P’

P’=Fc’ x Ag • F

^c

’ : kuat tekan sejajar serat terkoreksi

• A

_g

: luas penampang bruto

KUAT TEKAN SEJAJAR SERAT

FAKTOR KOREKSI NILAI DESAIN ACUAN

BATANG TEKAN

NILAI DESAIN ACUAN

kuat tekan

FAKTOR LAYAN BASAH (C M )

C

_M

digunakan pada kondisi

kadar air > 19%

FAKTOR TEMPERATUR C T

FAKTOR UKURAN C F

FAKTOR TUSUKAN C I

FAKTOR STABILITAS KOLOM C P (1)

• Untuk struktur tekan yang ditahan perpindahan lateral di seluruh panjangnya di semua arah, maka Cp = 1,0

• Panjang efektif kolom (le):

FAKTOR STABILITAS KOLOM C P (2)

• Rasio kelangsingan le/d diambil yang “terbesar” di antara le

₁

/d

₁

dan le

₂

/d

₂

.

• Rasio kelangsingan tidak boleh melebihi 50.

FAKTOR STABILITAS KOLOM C P (3)

Dimana:

FAKTOR KONVERSI FORMAT K F

FAKTOR KETAHANAN F T

FAKTOR EFEK WAKTU 

 x

LATIHAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

Suatu kolom kayu tinggi 4 m dengan jenis kayu kode mutu E20 dan kelas mutu B dengan kedua ujung sendi mengalami gaya tekan ultimate sebesar 40 kN, dimensi kayu 80mm x 100mm, tentukan apakah kayu cukup kuat untuk menahan gaya tekan yang bekerja.

(Asumsi: tidak ada penahan lateral, kondisi kering udara dan temperatur

normal, kombinasi pembebanan 1,4D)

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

DATA DESAIN

Kayu Kode Mutu E20 dan Kelas Mutu B

• E = 20000 Mpa

• E

_min

= 10000 Mpa

• F

_c

= 17,4 Mpa

• L

₁

= 4000 mm

• L

₂

= 2000 mm

• d

₁

= 100 mm

• d

₂

= 80 mm

• A

_g

= 8000 mm

²

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

1. Menentukan Panjang Efektif Kolom Le = (Ke) x L

Le₁ = K_e x L₁ Le₁ = 1*4000 Le₁ = 4000 mm

Le₂ = K_e x L₂ Le₂ = 1*2000 Le₂ = 2000 mm

2. Menentukan Rasio Kelangsingan Le/d

Le₁/d₁ = 4000/100 Le₁/d₁ = 40

Le₂/d₂ = 2000/80

Le₂/d₂ = 25 Diambil Le/d yang terbesar = 40

Kontrol Rasio Kelangsingan Le/d < 50

40 < 50  OK..!!!

Ujung kolom sendi-sendi, maka K_e = 1 (dari Tabel G1)

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

3. Menentukan Faktor-faktor Koreksi

• C

_M

= 0.8 (kering udara, lihat tabel 4.2.2)

• C

_t

= 1 (<38C, lihat tabel 2.3.3)

• C

_F

= 1 (faktor koreksi ukuran standar pabrik)

• C

_I

= 0,8 (faktor tusukan, lihat tabel 4.3.8)

• C

_p

= *dihitung

• K

_F

= 2,4 (lihat Tabel N1)

• f

_c

= 0,9 (lihat Tabel N2)

• = 0,6 (lihat Tabel N3)

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

4. Menghitung Kuat Tekan Fc*

Kuat tekan sejajar serat:

Fc = 0,8 x Fc

_tabel

Fc = 0,8 x 17,4 Fc = 13,92 Mpa

Kuat Tekan Mutu B Fc = 0,75 x 13,92 Fc = 10,44 Mpa

Fc* = Fc x C

_M

x C

_t

x C

_F

x C

_I

Fc* = 10,44 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8

Fc* = 6,682 Mpa

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

5. Menghitung Faktor Stabilitas Kolom Cp

𝐶_𝑝 = 1 + (5,1375/6,682)

2 × 0,8 − 1 + (5,1375/6,682) 2 × 0,8

2

− 5,1375/6,682 0,8

𝐹_𝑐𝐸 = 0,822 𝑥 10000

40² = 5,1375 𝑀𝑝𝑎

𝐶_𝑝 = 1,106 − 1,222 − 0,961 𝐶_𝑝 = 0,595

PENYELESAIAN SOAL 1 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

6. Menentukan Kapasitas Tekan Terkoreksi

Kuat Tekan Terkoreksi (Fc’)

Fc’ = Fc x C

_M

x C

_t

x C

_F

x C

_I

x C

_p

x K

_F

x f

_c

x 

Fc’ = 10,44 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8 x 0,595 x 2,4 x 0,9 x 0,6 Fc’ = 5,152 Mpa

Kapasitas Tekan Terkoreksi (P’) P’ = Fc’ x Ag

P’ = 5,152 x 8000

P’ = 41219 N  41 kN > Pu = 40 kN  OK!!!

LATIHAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

Sebuah gudang dengan konstruksi kolom dan rangka atap terbuat dari kayu. Rencakan dimensi kolom tekan apabila diketahui data perencanaan sebagai berikut:

Data Perencanaan:

- Kayu mutu E20 dan Kelas Mutu A - Tinggi kolom 4 meter

- Kondisi kering

- Temperatur normal

- Perletakan ujung kolom: jepit-sendi

- Pembebanan 1,4D

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

Dicoba digunakan dimensi kolom 60 mm x 100 mm DATA DESAIN

Kayu Kode Mutu E20 dan Kelas Mutu A

• E = 20000 Mpa

• E

_min

= 10000 Mpa

• F

_c

= 17,4 Mpa

• L

₁

= 4000 mm

• L

₂

= 2000 mm

• d

₁

= 100 mm

• d

₂

= 60 mm

• A

_g

= 6000 mm

²

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

1. Panjang Efektif Kolom Le

Le₁ = K_e x L₁ Le₁ = 0,8*4000 Le₁ = 3200 mm

Le₂ = K_e x L₂ Le₂ = 0,8*2000 Le₂ = 1600 mm

Ujung kolom jepit-sendi, maka K_e = 0,8 (dari Tabel G1)

2. Rasio Kelangsingan Le/d

Le₁/d₁ = 3200/100 Le₁/d₁ = 32

Le₂/d₂ = 1600/60

Le₂/d₂ = 26,7 Diambil Le/d yang terbesar = 32

Kontrol Rasio Kelangsingan Le/d < 50

32 < 50  OK..!!!

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

3. Faktor-faktor Koreksi

• C_M= 0.8 (kering udara, lihat tabel 4.2.2)

• C_t= 1 (<38C, lihat tabel 2.3.3)

• C_F= 1 (faktor koreksi ukuran standar pabrik)

• C_I= 0,8 (faktor tusukan, lihat tabel 4.3.8)

• C_p= *dihitung

• K_F= 2,4 (lihat Tabel N1)

• f_c= 0,9 (lihat Tabel N2)

• = 0,6 (lihat Tabel N3)

Kuat tekan sejajar serat:

Fc = 0,8 x Fc_tabel Fc = 0,8 x 17,4 Fc = 13,92 Mpa

Fc* = Fc x C_M x C_t x C_F x C_I

Fc* = 13,92 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8 Fc* = 8,909 Mpa

4. Kuat Tekan Fc*

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

5. Faktor Stabilitas Kolom Cp

𝐶_𝑝 = 1 + (8,027/8,909)

2 × 0,8 − 1 + (8,027/8,909) 2 × 0,8

2

− 8,027/8,909 0,8

𝐹_𝑐𝐸 = 0,822 𝑥 10000

32² = 8,027 𝑀𝑝𝑎

𝐶_𝑝 = 1,188 − 1,412 − 1,126 𝐶_𝑝 = 0,653

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

6. Kontrol Tahanan Tekan Terkoreksi

Kuat Tekan Terkoreksi (Fc’)

Fc’ = Fc x C

_M

x C

_t

x C

_F

x C

_I

x C

_p

x K

_F

x f

_c

x 

Fc’ = 13,92 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8 x 0,653 x 2,4 x 0,9 x 0,6 Fc’ = 7,539 Mpa

Tahanan Tekan Terkoreksi (P’) P’ = Fc’ x Ag

P’ = 7,539 x 6000

P’ = 45236 N  45 kN < Pu = 50 kN  tidak OK!!!

Perbesar dimensi kolom menjadi 80 mm x 100 mm  Ag=8000 mm

²

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

1. Panjang Efektif Kolom Le

Le₁ = K_e x L₁ Le₁ = 0,8*4000 Le₁ = 3200 mm

Le₂ = K_e x L₂ Le₂ = 0,8*2000 Le₂ = 1600 mm

Ujung kolom jepit-sendi, maka K_e = 0,8 (dari Tabel G1)

2. Rasio Kelangsingan Le/d

Le₁/d₁ = 3200/100 Le₁/d₁ = 32

Le₂/d₂ = 1600/80

Le₂/d₂ = 20 Diambil Le/d yang terbesar = 32

Kontrol Rasio Kelangsingan Le/d < 50

32 < 50  OK..!!!

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

3. Faktor-faktor Koreksi

• C_M= 0.8 (kering udara, lihat tabel 4.2.2)

• C_t= 1 (<38C, lihat tabel 2.3.3)

• C_F= 1 (faktor koreksi ukuran standar pabrik)

• C_I= 0,8 (faktor tusukan, lihat tabel 4.3.8)

• C_p= *dihitung

• K_F= 2,4 (lihat Tabel N1)

• f_c= 0,9 (lihat Tabel N2)

• = 0,6 (lihat Tabel N3)

Kuat tekan sejajar serat:

Fc = 0,8 x Fc_tabel Fc = 0,8 x 17,4 Fc = 13,92 Mpa

Fc* = Fc x C_M x C_t x C_F x C_I

Fc* = 13,92 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8 Fc* = 8,909 Mpa

4. Kuat Tekan Fc*

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

5. Faktor Stabilitas Kolom Cp

𝐶_𝑝 = 1 + (8,027/8,909)

2 × 0,8 − 1 + (8,027/8,909) 2 × 0,8

2

− 8,027/8,909 0,8

𝐹_𝑐𝐸 = 0,822 𝑥 10000

32² = 8,027 𝑀𝑝𝑎

𝐶_𝑝 = 1,188 − 1,412 − 1,126 𝐶_𝑝 = 0,653

PENYELESAIAN SOAL 2 BATANG TEKAN (SNI 7973:2013)

6. Kontrol Tahanan Tekan Terkoreksi

Kuat Tekan Terkoreksi (Fc’)

Fc’ = Fc x C

_M

x C

_t

x C

_F

x C

_I

x C

_p

x K

_F

x f

_c

x 

Fc’ = 13,92 x 0,8 x 1 x 1 x 0,8 x 0,653 x 2,4 x 0,9 x 0,6 Fc’ = 7,539 Mpa

Tahanan Tekan Terkoreksi (P’) P’ = Fc’ x Ag

P’ = 7,539 x 8000

P’ = 60312 N  69 kN < Pu = 50 kN  OK!!!